[发明专利]一种获取溶洞顶板极限溶蚀耐久性的方法

权利要求书

1.一种获取溶洞顶板极限溶蚀耐久性的方法，其特征在于：包括：

步骤1、拟定溶洞顶板极限溶蚀耐久性计算的基本参数；

步骤2、根据目标函数、溶洞顶板岩体的拉应力强度衰减方程和压应力强度衰减方程，建立计算溶洞顶板极限溶蚀耐久性的非线性数学规划模型；

步骤3、求解溶洞顶板极限溶蚀耐久性的非线性数学规划模型，获得溶洞顶板极限溶蚀耐久性；

所述步骤2具体为：

步骤2.1、建立目标函数，具体为：

设溶洞顶板的极限溶蚀耐久性为目标函数，并求其最大值；目标函数如下：

Maximize:n

步骤2.2、建立溶洞顶板岩体拉应力衰减强度方程，具体为：

将溶洞顶板简化成两端固定的梁，建立溶洞顶板岩体的拉应力强度衰减方程，具体为：

步骤2.3、建立溶洞顶板岩体压应力衰减强度方程，具体为：

将溶洞顶板简化成两端固定的梁，建立溶洞顶板岩体的压应力强度衰减方程，具体为：

步骤2.4、建立计算溶洞顶板极限溶蚀耐久性的非线性数学规划模型，具体为：

将目标函数、溶洞顶板岩体拉应力强度方程以及溶洞顶板岩体压应力强度方程集成，得到计算溶洞顶板极限溶蚀耐久性的非线性数学规划模型如下：

式中：n是溶洞顶板的极限溶蚀耐久性；Maximize表示“使最大”；p是溶洞顶板作用的均布载荷，γ是溶洞顶板岩体的容重，L是溶洞顶板的跨度，δ_H是溶洞顶板岩体的溶蚀速率，H是溶洞顶板的初始厚度，σ_t是溶洞顶板岩体的初始抗拉强度，ξ是溶洞顶板的安全裕度，δ_t是溶洞顶板岩体抗拉强度的溶蚀衰减速率；σ_c是溶洞顶板岩体的初始抗压强度，δ_c是溶洞顶板岩体抗压强度的溶蚀衰减速率。

2.根据权利要求1所述的获取溶洞顶板极限溶蚀耐久性的方法，其特征在于：所述拟定溶洞顶板极限溶蚀耐久性计算的基本参数，包括：确定溶洞顶板的几何参数；确定溶洞顶板的材料参数；确定溶洞顶板的受力条件与安全性控制参数；确定溶洞顶板岩体的溶蚀速率；确定溶洞顶板岩体抗拉强度和抗压强度的溶蚀衰减速率。

3.根据权利要求2所述的获取溶洞顶板极限溶蚀耐久性的方法，其特征在于：所述溶洞顶板的几何参数，具体为：溶洞顶板的初始厚度H，溶洞顶板的跨度L；所述溶洞顶板的材料参数，具体为：溶洞顶板岩体的初始抗拉强度σ_t，溶洞顶板岩体的初始抗压强度σ_c，溶洞顶板岩体的容重γ；所述溶洞顶板的受力条件与安全性控制参数，具体为：受力条件是溶洞顶板作用的均布载荷p；安全性控制参数是溶洞顶板的安全裕度ξ；所述的溶洞顶板岩体的溶蚀速率，具体为：溶洞顶板岩体的溶蚀速率δ_H；所述的溶洞顶板岩体抗拉强度和抗压强度的溶蚀衰减速率，具体为：溶洞顶板岩体抗拉强度的溶蚀衰减速率δ_t，溶洞顶板岩体抗压强度的溶蚀衰减速率δ_c。

4.根据权利要求1所述的获取溶洞顶板极限溶蚀耐久性的方法，其特征在于：所述步骤3具体为：

将已知参数L、p、γ、H、δ_H、σ_t、δ_t、σ_c、δ_c、ξ代入求解溶洞顶板极限溶蚀耐久性的非线性数学规划模型，以溶洞顶板极限溶蚀耐久性n为目标函数，并使用“内点算法”求解该非线性数学规划模型，求解得到溶洞顶板的极限溶蚀耐久性n的计算结果；其中，L是溶洞顶板的跨度，p是溶洞顶板作用的均布载荷，γ是溶洞顶板岩体的容重，H是溶洞顶板的初始厚度，δ_H是溶洞顶板岩体的溶蚀速率，σ_t是溶洞顶板岩体的初始抗拉强度，δ_t是溶洞顶板岩体抗拉强度的溶蚀衰减速率，σ_c是溶洞顶板岩体的初始抗压强度，δ_c是溶洞顶板岩体抗压强度的溶蚀衰减速率，ξ是溶洞顶板的安全裕度。